Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. В последнее время в нашей стране и за рубежом постоянно растет интерес к производству текстильных изделий из льняных волокон Эффективность производства и конкурентоспособность готовой льняной продукции во многом зависят от качества исходного сырья - льняной тресты, производимой в льносеющих хозяйствах с использованием способа расстила стеблей на льнище
В условиях агропромышленной интеграции используются интенсивные машинные технологии производства льна, имеющие существенные отличия от ранее применяемых Льняное сырье поступает на перерабатывающие предприятия в рулонах Однако при этом усложняется проведение сортировки и необходимой оценки технологических качеств сырья Производство стланцевой тресты на основе использования применяемых на практике технологических приемов и машин не обеспечивает получение однородной по свойствам льняной тресты В таких условиях, при оценке ее качества по действующему стандарту (ГОСТ 24383-89), возникают ошибки Поэтому стандартные методы анализа не позволяют обеспечить необходимые требования при приемке и определении технологической ценности льна, в том числе при расчете дотаций за сдаваемое сырье
Указанные обстоятельства приводят к снижению эффективности переработки тресты на льнозаводах и качества льняного волокна как сырья для текстильной промышленности Последствия такой обработки трансформируются в область текстильного производства и влияют на снижение конкурентоспособности готовых льняных изделий
Таким образом, несовершенство системы оценки качества льняной стланцевой тресты, поставляемой из льносеющих хозяйств в рулонах, является актуальной проблемой, решение которой будет способствовать обеспечению отечественной льняной текстильной промышленности высококачественным сырьем
Значимость указанной проблемы подтверждается планом мероприятий по развитию легкой промышленности на 2006-2008 гг, одобренных Председателем Правительства РФ ME Фрадковым (МФ-П9-5064 от 25 10 2006), а также проводимыми исследовательскими работами по совершенствованию методов оценки качества льняного сырья в рамках программы фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению развития агропромышленного комплекса РФ на 2006 2010 гг
ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ. Целью исследования является повышение объективности и точности определения технологического качества стланцевой льняной тресты, поставляемой в рулонах, для обеспечения рациональных условий ее последующей переработки
Для достижения поставленной цели в работе решены следующие задачи
анализ результатов исследований в области агротехнологий льна и квалиметрии текстильных и иных материалов,
анализ особенностей варьирования свойств льняной тресты на участках ее получения,
разработка бесконтактного метода контроля структурных параметров совокупности стеблей тресты в ленте и их цвета,
разработка метода квалиметрии льняной стланцевой тресты в полевых условиях,
совершенствование метода классировки тресты при ее складировании для сезонного хранения и разработка методических основ системы поддержки принятия
решений при выборе рациональных режимов работы трепальной машины во время переработки льняной тресты из рулонов
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. Методической основой диссертации являются труды ведущих ученых в области квалиметрии текстиля и сырья для его производства В работе использованы теоретические и экспериментальные методы исследований Применялись методы теории вероятностей, математической статистики, нейросетевого анализа, текстильного материаловедения, а также методы анализа изображений При проведении экспериментальных исследований использовалась стандартная и оригинальная аппаратура Обработка опытных данных проводилась с помощью методов дискриминантного, регрессионного, дисперсионного, корреляционного анализов и анализа временных рядов Вычислительные процедуры реализовывались на ПЭВМ, используя программы Mathcad, Statgraphics, Statistica, Excel, Borland Delphi 7 Studio
НАУЧНАЯ НОВИЗНА заключается в создании бесконтактного метода контроля структурных параметров совокупности стеблей стланцевой льняной тресты в ленте и их цвета, а также методов квалиметрии льна в полевых условиях и прогнозирования результатов переработки при его трепании с учетом свойств обрабатываемого льна, поставляемого на льнозаводы в рулонах
В результате исследований впервые
обоснован и разработан на основе анализа изображений бесконтактный метод контроля структурных параметров совокупности стеблей стланцевой льняной тресты в ленте и их цвета,
установлены величины вариации основных технологических свойств стеблей стланцевой льняной тресты по длине лент, в зависимости от их расположения на льнище и года получения тресты, идентифицированы низко- и высокочастотные составляющие изменений наиболее варьируемых свойств стеблей в лентах всего ассортимента тресты, поставляемой на льнозаводы,
- обоснована необходимость проведения цветокоррекции изображений
участков ленты с применением цветовых эталонов,
- предложено в качестве методических основ реализации системы поддержки
принятия решений при выборе режимов работы трепальной машины использовать
а) совокупную оценку технологического эффекта переработки льна трепанием по
выходу длинного волокна, содержанию в нем костры и доле недоработанных
прядей,
б) метод расчета длины участка ленты льна, применительно к которому требуется
изменение скоростных режимов трепальной машины,
в) метод прогнозирования рациональных значений скоростных режимов
трепальной машины в зависимости от изменения свойств стеблей тресты по
длине ленты из рулонов
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ И РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ В результате проведенной исследовательской работы разработаны предложения по совершенствованию системы квалиметрии стланцевой льняной тресты Они позволяют осуществлять оценку качества льна в полевых условиях Предложен новый метод определения номера тресты на льнище, который рекомендован для стандартизации путем внесения в качестве официального изменения в ГОСТ 24383-89, а также для совершенствования существующей системы дотирования льна льносеющим хозяйствам Кроме этого, он рекомендован для
использования льносеющими хозяйствами для предварительного определения номера льняной тресты перед поставкой ее на льнозавод
Новый бесконтактный метод контроля и определения структурных параметров совокупности стеблей тресты в ленте и их цвета может быть использован в период проведения уборочных работ путем применения дополнительного устройства к льнооборачивателю или рулонному пресс-подборщику Решение по его возможной реализации принято ГНУ ВНИПТИ механизации льноводства (г Тверь) при совершенствовании конструкции льноуборочных машин
Указаны перспективы использования нового метода контроля структурных параметров совокупности стеблей тресты в ленте и их цвета применительно к системам дистанционного зондирования, в том числе с использованием космической и аэро- съемок
Предложения по совершенствованию классировки тресты при ее
складировании в рулонах позволяют повысить эффективность подготовки тресты к
обработке за счет формирования более однородных партий стеблей по их
технологическим свойствам Данные предложения рекомендуются для
использования на льнозаводах
Новые методы прогнозирования результатов трепания и расчета скоростных режимов работы трепальной машины позволяют повысить эффективность механической обработки льняной тресты на основе обеспечения рациональных условий обработки стеблей с учётом изменения их свойств при размотке рулонов Указанные методы и алгоритмы расчетов приняты к использованию Всероссийским НИИ по переработке лубяных культур (г Кострома) для создания автоматизированных систем принятия решений при управлении работой трепальной машины
Результаты исследований используются в учебном процессе при подготовке инженеров по специальности «Технология и оборудование производства натуральных волокон»
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы переработки льна в современных условиях Лен-2002» (Кострома, 2002), на международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы переработки льна в современных условиях» (Кострома, 2004), на Всероссийском согласительном совещании по вопросам стандартизации льняной тресты (ВНИИЛК, Кострома, 2005), на международной научно-технической конференции «Современные наукоемкие инновационные технологии развития промышленности региона Лен-2006» (Кострома, 2006), на международной научно-технической конференции молодых ученых «Новые научные достижения в льноводстве и коноплеводстве Украины» (Глухов, Украина, 2006), на заседаниях кафедры производства льняного волокна КГТУ (Кострома, 2006, 2007), на заседании ученого Совета Всероссийского НИИ по переработке лубяных культур (Кострома, 2006), на международной научно-технической конференции «Актуальные вопросы развития отраслей льноводства и коноплеводства» (Глухов, Украина, 2007), на десятой юбилейной международной научно-практической конференции «Высокоэффективные разработки и инновационные проекты в льняном комплексе России» (Вологда, 2007), на Всероссийском семинаре по научным проблемам агропромышленной переработке лубоволокнистых материалов (Кострома, 2007), на
выставке-ярмарке «Золотая осень 2007» - с получением серебряной медали (Москва, ВВЦ, 2007)
ПУБЛИКАЦИЙ. По теме диссертации опубликовано 17 научных работ, из них 3 статьи в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК, 11 материалов и тезисов докладов на всероссийских и международных научно-технических конференциях, получено два патента РФ на изобретение, одно техническое решение признано изобретением (положительное решение)
ОБЪЕМ И СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав и общих выводов, содержит 196 страниц, 16 таблиц, 67 рисунков, список литературы, включающий 135 наименований, 4 приложения
